Auteurs : Dr Jean-Paul Rodrigue et Dr Theo Notteboom

La chaîne du froid implique le transport de produits sensibles à la température le long d’une chaîne d’approvisionnement par des méthodes d’emballage thermique et réfrigéré et la planification logistique pour protéger l’intégrité de ces expéditions.

Bien que la mondialisation ait rendu la distance relative entre les régions du monde beaucoup plus petite, la séparation physique de ces mêmes régions est encore une réalité très importante. Plus la séparation physique est grande, plus les marchandises risquent d’être endommagées au cours de l’une des opérations de transport complexes qu’elles impliquent. Certaines marchandises peuvent être endommagées par des chocs, tandis que des variations de température excessives peuvent en endommager d’autres. Pour une série de marchandises qualifiées de périssables, notamment les denrées alimentaires (produits), leur qualité se dégrade avec le temps car elles entretiennent des réactions chimiques, dont le taux peut être en grande partie atténué par des températures plus basses. Il faut du temps et de la coordination pour déplacer efficacement une cargaison, et chaque retard peut avoir des conséquences négatives, notamment si cette cargaison est périssable. Pour s’assurer que la cargaison ne soit pas endommagée ou compromise tout au long de ce processus, les entreprises des secteurs pharmaceutique, médical et alimentaire s’appuient de plus en plus sur la chaîne du froid.

La chaîne du froid implique le transport de produits sensibles à la température le long d’une chaîne d’approvisionnement par des méthodes d’emballage thermique et réfrigéré et la planification logistique pour protéger l’intégrité de ces expéditions. Il existe plusieurs moyens par lesquels les produits de la chaîne du froid peuvent être transportés, notamment les camions et les wagons réfrigérés, les cargos réfrigérés, les reefers et le fret aérien.

La chaîne du froid est donc une science, une technologie et un processus. C’est une science car elle nécessite une compréhension des processus chimiques et biologiques liés à la périssabilité. C’est une technologie puisqu’elle s’appuie sur des moyens physiques pour assurer des conditions de température appropriées tout au long de la chaîne d’approvisionnement. C’est un processus car une série de tâches doivent être effectuées pour préparer, stocker, transporter et surveiller les produits sensibles à la température. Les principaux éléments d’une chaîne du froid impliquent :

• Systèmes de refroidissement. Amener les produits de base tels que les aliments à la température appropriée pour le traitement, le stockage et le transport.
• L’entreposage frigorifique. Fournir des installations pour le stockage de marchandises pendant une certaine période, soit en attendant d’être expédiées vers un marché éloigné, à un endroit intermédiaire pour le traitement et la distribution, et à proximité du marché pour la distribution.
• Transport frigorifique. Disposer de moyens de transport pour déplacer les marchandises en maintenant des conditions de température et d’humidité stables ainsi qu’en protégeant leur intégrité.
• Traitement et distribution par le froid. Disposer d’installations pour la transformation et le traitement des marchandises ainsi que pour assurer les conditions sanitaires. Consolider et déconsolider les charges (caisses, boîtes, palettes) pour la distribution.

Dans une perspective de développement économique, la chaîne du froid permet à de nombreuses économies en développement de prendre part au marché mondial des produits périssables, soit comme producteurs, soit comme consommateurs. La croissance des revenus est associée à une plus grande propension à consommer des fruits, des légumes, du poisson et des produits carnés. L’augmentation des niveaux de revenus est associée à un changement de régime alimentaire avec, entre autres, une demande croissante de fruits frais et de produits alimentaires de plus grande valeur comme la viande et le poisson. Les personnes dont le statut socio-économique est plus élevé sont plus susceptibles de consommer des légumes et des fruits, en particulier des produits frais, non seulement en plus grande quantité mais aussi en plus grande variété. Les consommateurs, dont le pouvoir d’achat augmente, se préoccupent désormais d’une alimentation saine. Par conséquent, les producteurs et les détaillants ont réagi en proposant un éventail de fruits frais exotiques provenant du monde entier.

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D’un point de vue géographique, la chaîne du froid a les impacts suivants :

• Mondial. Spécialisation des fonctions agricoles permettant le transport de produits alimentaires sensibles à la température vers des marchés éloignés. Elle permet la distribution de vaccins et d’autres produits pharmaceutiques ou biologiques à partir de grandes installations uniques vers n’importe quel marché dans le monde.
• Régional. Il peut soutenir la spécialisation de la production et les économies d’échelle dans la distribution. Cela pourrait impliquer de grandes installations d’entreposage frigorifique desservant des marchés d’épicerie régionaux ou des laboratoires spécialisés échangeant des composants sensibles à la température.
• Local. Distribution en temps opportun au consommateur final de denrées périssables, à savoir les épiceries, et les restaurants.

Certaines chaînes d’approvisionnement nationales ou transnationales peuvent ne nécessiter qu’un seul mode de transport, mais bien souvent les expéditions terrestres ne sont qu’un maillon d’une combinaison de modes de transport. Cela rend les transferts intermodaux essentiels pour la chaîne du froid. Les expéditions intermodales utilisent généralement des conteneurs réfrigérés de 40 pieds capables de contenir jusqu’à 26 tonnes de nourriture. Grâce au conteneur, les périodes de chargement et de déchargement sont plus courtes et moins susceptibles d’être endommagées, tant pour le conteneur que pour sa cargaison. L’environnement de ces conteneurs est contrôlé électroniquement en se branchant sur un générateur ou une source d’énergie sur le navire ou le camion, ainsi que dans les terminaux et les centres de distribution. L’efficacité de la logistique de la chaîne du froid a permis la consolidation des installations d’entreposage frigorifique pour desservir de grandes zones de marché.

L’émergence de la logistique de la chaîne du froid

Depuis les années 1950, les fournisseurs de logistique tiers ont commencé à émerger et à instituer de nouvelles méthodes de transport des marchandises de la chaîne du froid mondiale. Avant leur apparition, les processus de la chaîne du froid étaient principalement gérés en interne par le fabricant ou le distributeur. Aux États-Unis, les restrictions de la Food and Drug Administration et les mesures de responsabilisation concernant la stabilité de la chaîne du froid ont incité bon nombre de ces entreprises à faire appel à des coursiers spécialisés plutôt que de remanier complètement les installations de leur chaîne d’approvisionnement.

La spécialisation a conduit de nombreuses entreprises à ne pas se contenter de faire appel aux grands prestataires de services d’expédition tels que United Parcel Service (UPS) et FedEx, mais aussi à une industrie plus ciblée qui a développé une expertise logistique de niche autour de l’expédition de produits sensibles à la température. La possibilité de comprendre les règles, les coutumes et les conditions environnementales locales, ainsi que l’estimation de la longueur et de la durée d’un itinéraire de distribution, en font un facteur important du commerce mondial. Par conséquent, l’industrie de la logistique connaît un niveau croissant de spécialisation et de segmentation de l’expédition par chaîne du froid dans plusieurs niches potentielles au sein des chaînes d’approvisionnement mondiales. Des segments entièrement nouveaux de l’industrie de la distribution ont été très actifs pour tirer parti du double développement de l’extension spatiale des chaînes d’approvisionnement soutenue par la mondialisation et de la variété importante des marchandises en circulation.

La dépendance à la chaîne du froid continue de gagner en importance. Au sein de l’industrie pharmaceutique, par exemple, les tests, la production et la circulation des médicaments dépendent fortement du transfert contrôlé et sans compromis des expéditions. Une grande partie des produits pharmaceutiques qui circulent dans la chaîne du froid sont en phase d’expérimentation ou de développement. La recherche et les essais cliniques constituent une partie importante de l’industrie, qui coûte des millions de dollars, mais qui connaît également un taux d’échec d’environ 80 %. Environ 10 % des médicaments sont sensibles à la température. Si ces envois devaient subir une exposition imprévue à des niveaux de température variables, ils courent le risque de devenir inefficaces ou même de nuire aux patients.

Dans toutes les chaînes d’approvisionnement dont elle s’occupe, la logistique de la chaîne du froid favorise des niveaux d’intégration plus élevés, car le maintien de l’intégrité de la température exige un niveau de contrôle plus élevé de tous les processus impliqués. Elle peut même inciter les prestataires logistiques tiers à acquérir des éléments de la chaîne d’approvisionnement où le temps et d’autres facteurs de performance sont les plus importants, voire l’agriculture. Cela peut impliquer l’acquisition de fermes de production (par exemple, des orangeraies) pour garantir la fiabilité de l’approvisionnement. Le contrôle de la température dans l’expédition des denrées alimentaires est une composante de l’industrie qui n’a cessé de croître en relation avec le commerce international. Étant donné qu’un nombre croissant de pays axent leur économie d’exportation sur la production de denrées alimentaires et de fruits et légumes, la nécessité de conserver ces produits frais pendant de longues périodes a gagné en importance pour des raisons commerciales et sanitaires. La chaîne du froid est également une question de santé publique, car le transport adéquat des produits alimentaires réduit la probabilité de contamination bactérienne, microbienne et fongique de la cargaison. De même, la capacité à transporter des biens médicaux sur de longues distances permet de répondre plus efficacement aux problèmes de santé (par exemple, la distribution de vaccins).

Fournir des environnements à température contrôlée

Le succès des industries qui dépendent de la chaîne du froid revient à savoir comment expédier un produit avec un contrôle de la température adapté aux circonstances d’expédition. Les opérations de la chaîne du froid se sont considérablement améliorées au cours des dernières décennies, et l’industrie peut répondre aux exigences d’une large gamme de produits. Les différents produits nécessitent le maintien de différents niveaux de température afin de garantir leur intégrité tout au long de la chaîne de transport. L’industrie a répondu en établissant des normes de température qui conviennent à la majorité des produits. Les normes de température les plus courantes sont “banane” (13 °C), “froid” (2 °C), “congelé” (-18 °C) et “surgelé” (-29 °C), chacune étant liée à des groupes de produits spécifiques. Rester dans cette plage de température est vital pour l’intégrité d’un envoi tout au long de la chaîne d’approvisionnement, et pour les denrées périssables, cela permet d’assurer une durée de conservation optimale. Toute divergence peut entraîner des dommages irrévocables et coûteux ; un produit peut tout simplement perdre toute valeur marchande ou utilité.

Pouvoir garantir qu’une expédition restera dans une plage de température pendant une période prolongée revient en grande partie au type de conteneur utilisé et à la méthode de réfrigération. Environ 20 % de toute l’énergie consommée dans la logistique de la chaîne du froid concerne la réfrigération des cargaisons. Des facteurs tels que la durée du transit, la taille de la cargaison et les températures ambiantes ou extérieures sont importants pour déterminer le type d’emballage requis et le niveau de consommation d’énergie correspondant. Il peut s’agir de petites boîtes isolées qui nécessitent de la glace sèche ou des packs de gel, de conteneurs roulants, ou d’un reefer de 53 pieds, qui possède sa propre unité de réfrigération motorisée. Les principales technologies de la chaîne du froid permettant de fournir un environnement à température contrôlée pendant le transport impliquent :

• La glace sèche. Le dioxyde de carbone solide a une température d’environ -80°C et est capable de maintenir une cargaison congelée pendant une période prolongée. Il est particulièrement utilisé pour l’expédition de produits pharmaceutiques, de marchandises dangereuses et de denrées alimentaires et dans les dispositifs de chargement unitaire réfrigéré pour le fret aérien. La glace sèche ne fond pas. Au lieu de cela, elle se sublime lorsqu’elle entre en contact avec l’air.
• Packs de gel. Une grande partie des expéditions de produits pharmaceutiques et médicinaux sont classées comme produits réfrigérés, ce qui signifie qu’ils doivent être stockés dans une plage de température comprise entre 2 et 8°C. La méthode standard pour assurer cette température consiste à utiliser des packs de gel ou des emballages contenant des substances à changement de phase qui peuvent passer de l’état solide à l’état liquide et vice versa pour contrôler un environnement. En fonction des exigences d’expédition, ces emballages peuvent être congelés ou réfrigérés au départ. Au cours du processus de transit, ils fondent en liquides, tout en captant l’énergie qui s’échappe et en maintenant une température interne.
• Plaques eutectiques. Elles sont également connues sous le nom de “plaques froides”. Le principe est similaire à celui des packs de gel. Au lieu de cela, les plaques sont remplies d’un liquide et peuvent être réutilisées de nombreuses fois. Les plaques eutectiques ont un large éventail d’applications, comme le maintien de la température des unités frigorifiques roulantes. Elles peuvent également être utilisées dans les véhicules de livraison pour maintenir la température constante pendant de courtes périodes, un procédé qui peut convenir pour les livraisons dans des zones sensibles au bruit ou pour les livraisons de nuit.
• Azote liquide. Substance particulièrement froide, d’environ -196°C, utilisée pour maintenir des colis congelés pendant une longue période et principalement utilisée pour transporter des cargaisons biologiques telles que des tissus et des organes. Il est considéré comme une substance dangereuse aux fins de transport.
• Couettes. Pièces isolées qui sont placées sur ou autour du fret pour servir de tampon dans les variations de température et pour maintenir la température relativement constante. Ainsi, le fret congelé restera congelé pendant une période plus longue, souvent suffisamment longue pour ne pas justifier l’utilisation de dispositifs de réfrigération plus coûteux. Les couettes peuvent également être utilisées pour maintenir le fret sensible à la température à la température ambiante alors que les conditions extérieures peuvent varier substantiellement (par exemple, pendant l’été ou l’hiver).
• Refers. Nom générique d’une unité de transport à température contrôlée, qui peut être une camionnette, un petit camion, une semi-remorque ou un conteneur ISO standard. Ces unités, qui sont isolées, sont spécialement conçues pour permettre une circulation d’air à température contrôlée maintenue par une installation frigorifique annexe et indépendante. Un reefer est donc capable de maintenir la température de la cargaison au frais et même au chaud. Le terme reefer s’applique de plus en plus aux conteneurs ISO réfrigérés de quarante pieds, la taille dominante étant de 40 pieds high-cube (45R1 étant le code de taille et de type).

L’installation d’entreposage frigorifique est la plus utilisée dans la logistique de la chaîne du froid. Il peut aller d’une simple pièce à température contrôlée desservant un seul utilisateur et une seule fonction à un grand centre de distribution dédié desservant plusieurs utilisateurs et fonctions. Il existe également des exemples ponctuels, comme la conversion de mines en installations d’entreposage frigorifique.

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Opérations de la chaîne du froid

Déplacer une expédition à travers la chaîne d’approvisionnement sans subir de revers ou d’anomalies de température nécessite la mise en place d’un processus logistique complet pour maintenir l’intégrité de l’expédition. Ce processus concerne plusieurs phases allant de la préparation des expéditions à la vérification finale de l’intégrité de l’expédition au point de livraison :

• Préparation des expéditions. Lorsqu’un produit sensible à la température est déplacé, il est vital de commencer par évaluer ses caractéristiques. Une question essentielle concerne le conditionnement en température et l’emballage de l’expédition, qui doit déjà être à la température souhaitée. Les dispositifs de la chaîne du froid sont généralement conçus pour maintenir une température constante, mais pas pour amener une cargaison à cette température, de sorte qu’ils seraient incapables de fonctionner correctement si une cargaison n’est pas préparée et conditionnée. Une exception notable concerne les bananes, qui sont transportées à une température d’environ 13o Celsius, pour lesquelles il est possible d’utiliser un frigo pour refroidir l’envoi. Il faut également tenir compte de la destination de la cargaison et des conditions météorologiques de ces régions, par exemple si la cargaison sera exposée à un froid ou à une chaleur extrême le long de l’itinéraire de transport. L’utilisation d’un frigo frigorifique avec sa propre unité d’alimentation atténue généralement ces préoccupations. L’unité de chargement transportant la cargaison sensible à la température doit également être préparée. Par exemple, un conteneur réfrigéré doit être nettoyé à la vapeur pour éliminer le risque de contamination bactérienne et être amené aux conditions spécifiées par l’expéditeur, à savoir la température et l’humidité. Une autre question concerne le contrôle de l’atmosphère, qui consiste à maintenir des niveaux appropriés d’oxygène et de dioxyde de carbone, contribuant à contrôler (retarder) le mûrissement. Ce contrôle peut s’appliquer à l’ensemble du moyen de transport (reefer) mais implique généralement l’emballage des produits dans des sacs en polyéthylène, ce qui permet de contrôler la façon dont les gaz s’infiltrent pendant le transport.
• Choix modal. Plusieurs facteurs clés jouent dans la façon dont l’expédition sera déplacée. La distance entre l’origine et la destination finale (qui comprend souvent un ensemble de lieux intermédiaires), la taille et le poids de l’expédition, l’environnement de température extérieure requis, et toute restriction de temps (périssabilité) du produit, tout cela affecte les options de transport disponibles. Les courtes distances peuvent être parcourues avec une camionnette ou un camion, tandis qu’un voyage plus long peut nécessiter un avion ou un porte-conteneurs. Dans ce cas, le rapport coût/périssabilité devient un facteur dans le choix modal.
• Procédures douanières. Si le fret traverse les frontières, les procédures douanières peuvent devenir très importantes, car les produits de la chaîne du froid ont tendance à être sensibles au temps et plus sujets à l’inspection que le fret ordinaire (par exemple, les fruits et légumes, les produits pharmaceutiques et les échantillons biologiques). La difficulté de cette tâche diffère selon la nation (ou le bloc économique) et la porte d’entrée, car les procédures et les délais varient. Un problème courant concerne l’inspection sanitaire qui peut nécessiter une fumigation. Les questions douanières sont généralement identifiées comme les plus cruciales dans l’établissement de chaînes du froid internationales fiables.
• Le “dernier kilomètre”. La dernière étape est la livraison effective de l’expédition à sa destination, ce qui, en logistique, est souvent appelé le “dernier kilomètre”. Les considérations clés lors de l’organisation d’une livraison finale concernent non seulement la destination mais aussi le moment de la livraison, afin que la main-d’œuvre critique et l’espace d’entreposage soient disponibles. Les camions et les fourgonnettes, principaux modes de transport pour cette étape, doivent répondre aux spécifications nécessaires au transfert de la cargaison de produits de la chaîne du froid. Puisque de nombreuses livraisons de produits de la chaîne du froid, en particulier les produits d’épicerie, ont lieu en milieu urbain, elles sont entravées par la congestion et les difficultés de stationnement Le transfert final de l’expédition dans les installations d’entreposage frigorifique est également important, car il y a un risque de violation de l’intégrité et de dommages aux marchandises fragiles comme les fruits et légumes.
• Intégrité et assurance de la qualité. Après la livraison de la cargaison, il faut enregistrer et faire connaître les dispositifs d’enregistrement de la température ou les anomalies de température connues. C’est l’étape du processus logistique qui crée la confiance et la responsabilité, en particulier si la responsabilité d’un envoi endommagé est engagée. Si des problèmes ou des anomalies qui compromettent un envoi se produisent, il faut s’efforcer d’en identifier la source et de trouver des mesures correctives. Ceci est particulièrement pertinent pour les marchandises de grande valeur de la chaîne du froid. Alors qu’un chargement de conteneur standard peut avoir une valeur comprise entre 50 000 et 100 000 dollars, un chargement frigorifique peut atteindre 1 million de dollars. Pour le cas des produits pharmaceutiques, la valeur de la cargaison peut atteindre 50 millions de dollars.

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C’est pourquoi, la mise en place et le fonctionnement des chaînes du froid dépendent des chaînes d’approvisionnement concernées puisque chaque unité de cargaison à transporter a des exigences différentes en termes d’emplacement, de demande, de niveau de concentration, d’intégrité de la charge et d’intégrité du transport. En raison des tâches supplémentaires qu’ils impliquent, ainsi que de l’énergie requise pour l’unité de réfrigération, les coûts de transport des produits de la chaîne du froid sont beaucoup plus élevés que ceux des marchandises ordinaires. L’augmentation continue du niveau de vie et la spécialisation économique resteront des moteurs importants pour les années à venir dans la demande croissante de marchandises périssables et la logistique de la chaîne du froid soutenant leur transport.

Thèmes connexes

• Chaînes de valeur et transport de marchandises
• Logistique et distribution de marchandises
• La logistique des systèmes alimentaires mondiaux

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• Mondialisation et commerce international
• La conteneurisation des marchandises
• Chaînes du froid portuaire (PEMP – Lien externe)

Bibliographie

• Coyle, W. W. Hall, et N. Ballenger (2001) “Transportation Technology and The Rising Share of U.S. Perishable Food Trade”, Economic Research Service/USDA, Changing Structure of Global Food Consumption and Trade / WRS-01-1.
• Rees, J. (2013) Refrigeration Nation : Une histoire de la glace, des appareils et de l’entreprise en Amérique, Johns Hopkins University Press.

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